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铝锂合金材料在航空航天领域的应用

铝锂合金材料在航空航天工程的应用非常广泛,由于铝锂合金材料密度小、比强度高、比弹性模量大, 广泛应用航空航天工程。但是, 铝锂合金材料室温塑性差、易开裂、力学性能各向异性严重, 成为限制其发展的主要因素。铝锂合金材料经过科研人员的不懈努力, 以形变热处理技术形成的超塑性铝合金材料诞生, 超塑性铝合金材料的诞生, 标志着航空航天工程迎来了新的曙光。例如, 在航空领域内, 麦道公司在1990年3月对由铝锂合金 (8090) 制造的F-15B鹰战斗机的整流罩进行试验, 它可以替代由铸件和钣金件装配成的构件。超塑性铝锂合金材料技术在航空航天领域正在迅猛发展。

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铝锂合金材料发展历史,要追溯到上个世纪50年代到60年代初, 第一代铝锂合金材料由美国Alcoa公司和苏联科学家开发出来。1958年, 美国Alcoa公司研制出2020合计板材, 用在海军RA-5C军用预警机上。20世纪70年代到80年代后期, 是铝锂合金材料发展的第二阶段。70年代的能源危机迫使航空工业要对飞机材料进行大刀阔斧的改良, 此阶段研究出的第三代铝锂合金材料, 重量减轻了7%-10%, 弹性模量提高了10%-16%, 有良好的疲劳性能。第四代铝锂合金材料, 锂合量有所降低, 与之前相比, 其合金强度韧性进一步提升。2010年, 中国航空工业集团采用美国达文波特轧制厂的新一代铝锂合金成功制造出C919国产大型客机的直部段。铝锂合金的不断发展, 将导致我国铝锂合金的广注应用。

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在未来航空航天工业中, 轻量化必将成为发展的重要趋势, 铝锂合金材料正以它优异的物理化学性能在航空航天领域中发挥着巨大的作用。如果能在铝锂合金材料优异性能的基础上, 使其轻量化, 将会引起铝锂合金在该领域更广泛地应用。目前, 许多合金材料的易被腐蚀、价格昂贵、制造成本高、可塑性等缺点有待进一步提高。强化合金材料的结构功能一体化, 不仅能增强其机械性能, 而且能赋予其所不具备的特性, 可以使其在航空航天生产领域的应用价值提升。


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